2μm波段激光处于大气窗口,在气象监测、激光测距、激光雷达、光电对抗等领域具有重要的应用。纳秒级窄脉宽的2μm激光在激光精细加工和激光雷达等方面具有更大的应用。本论文通过理论分析以及实验研究,结合声光调Q技术实现2μm窄脉宽激光输出。建立Ho³⁺准二能级速率方程模型,讨论上转换损耗等因素,模拟分析上转换效应、腔内损耗、输出镜透过率等参数对Ho:YAG激光器输出性能的影响。模拟分析Ho:YAG激光晶体的热分布,通过计算谐振腔ABCD矩阵,得到相应的谐振腔稳区,确定热稳腔参数。搭建1.9μmTm:YLF激光泵浦Ho:YAG激光器系统,研究不同的输出镜透过率、曲率半径以及谐振腔长对激光输出特性产生的影响。研究以体光栅、F-P标准具作为谐振腔镜时,1.9μmTm:YLF激光输出特性,最终获13.38W的1908.61nm的高稳定性激光输出,线宽0.10nm。进行1.9μmTm:YLF激光泵浦Ho:YAG激光器声光调Q实验,研究不同重频对输出特性影响,最终在重频为5kHz时,获得输出功率12.96W,光光转换效率53.38%的26.02ns的窄脉宽激光输出。